摘要：臭氧-生物活性炭技术是集合臭氧氧化、活性炭吸附、生物处理于一体的饮用水深度处理技术。本文对水厂O3-BAC深度处理工艺系统的运行管理进行了分析。
关键词：O3-BAC；深度处理；臭氧；活性炭
O3-BAC工艺将臭氧与活性炭联用能将消毒副产物前质、COD及氨氮同时加以削减，并使色、臭、味等多项指标全面得到改善；可将氰化物、酚等有毒有害物质氧化为无害物质；有效杀灭隐孢子虫、贾第虫等加氯不易灭活的病原原生动物，从而更好地保障饮水卫生、安全与优质。因此，O3-BAC技术已被公认为处理污染原水、减少饮用水中有机物浓度的最有效技术。
一、深度处理工艺技术管理
1、污染物去除效果
1)CODMn的去除效果。臭氧接触对CODMn的去除效果并不明显，但臭氧可将大分子有机物氧化成小分子有机物，通过后续炭滤池的吸附降解作用进一步去除。
在炭滤池运行初期，CODMn的去除率较高，此时活性炭吸附为主要方法；随后，去除率逐渐降低，此时为生物降解和活性炭吸附的协同作用；随着使用时间的延长，活性炭的碘值降低，炭滤池对去除COD主要以生物降解为主。
2)TOC的去除效果。因臭氧氧化的产物仍是有机物，所以TOC的平均去除率仅为5.3%。通过炭滤池的生物降解和活性炭的吸附，TOC的平均去除率达到46%。
3)UV254的去除效果。臭氧接触池稍微去除了UV254，平均去除率为9.7%。通过炭滤池的生物降解和活性炭的吸附，平均去除率为12%。
2、活性炭的性能。为了评价活性炭的性能，分析其处理效果，需要定期对炭滤池进行取样，并对活性炭的碘值、亚甲蓝和生物量等进行跟踪检测。采用自制的取样器取不同深度的炭样，检测相关指标，结合水质处理效果，评价滤料性能，及时调整炭滤池运行参数。
3、生物量。通过对活性炭表面生物量的检测，结合出水氨氮和亚硝酸盐的变化及水质处理的效果，考察炭滤池挂膜周期，研究生物生长随水质水温的变化趋势及其对出水水质的影响。同时研究预臭氧、预氯化、反洗强度及周期对生物膜生长的影响。夏季温度较高时，生物量较多，冲洗强度需加大，操作周期缩短。当生物量随水温降低而下降时，冲洗强度可降低，操作周期可延长，维持一定的生物总量，从而保证处理效果。
生物量的检测通常采用脂磷法，但需要有一定检测能力的化验室进行，生产中可发现生物量与细菌总数间存在一定的相关性。平板菌落计数法可快速测定活性炭菌落总数，并可评价活性炭中的生物量。因此，对一般不具备生物量检测条件的水厂，可采用定期检测活性炭细菌总数的方法来评价生物生长状况。
4、臭氧发生器系统的运行管理。臭氧由臭氧发生器现场制备，气源为外购液氧，液氧站相关设备为租用。
臭氧发生器系统包括臭氧发生器本体、配套供电装置、补氮系统、冷却水系统、臭氧投加系统和尾气破坏器系统。在日常运行中，应经常检查和维护臭氧发生器系统和液氧站，从而确保系统正常运行。
对设备本身来说，需经常做到:检查供配电系统清灰情况；检查冷却水流量和温度，有无结垢，必要时可更换内循环水或离子交换树脂；检查管路系统是否泄漏；检查仪表是否准确；检查补氮系统，尤其是除湿机是否正常。
臭氧发生系统投产后，若条件允许可开展一些性能测试，如:单机生产能力验收、多机并联臭氧生产能力试验、单机进行INV10%～100%可调试验；臭氧吸收率测试；单台臭氧发生器在浓度为6wt%～12wt%时的可调测试等通过不同时期测试结果，从而了解臭氧系统的运行情况。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
5、活性炭滤池冲洗
①新炭滤池运行时，由于颗粒炭中含有大量空气，应将水浸入整个炭层中，充分浸泡48h，以保证颗粒炭充分吸水，以防止冲洗时流失。冲洗初期应控制好气冲和水冲强度，采用较低的反冲强度、较长的静置时间及较小的翻板阀初开度来防止轻质活性炭滤料的流失。新投用的碳池需冲至10次以上，才能使碳层基本干净，从而满足运行要求。
②炭滤池运行稳定后，应适当提高冲洗强度，减少静置时间，并提高翻板阀的初开度。尤其是活性炭表面的生物生长稳定，当变成生物炭后，应及时调整冲洗强度，并合理使用气冲与水冲。若活性炭滤料冲洗不到位，会产生板结或结块。在水冲时，可看到炭层受反洗水的顶托，呈现出显著的整体上升。这种现象会致使滤料的流失及运行水头上升，此时，需采用气冲有效加强炭滤料颗粒间的摩擦，防止滤料板结。然而，过高的气冲强度也会致使生物膜的减少及炭滤料的磨损。
③控制好静置时间。每次水冲后，静置时间要控制到:被冲洗悬浮的活性炭颗粒能恰好沉降稳定，又能保证杂质不会再次沉淀。以防止翻板阀开启时滤料流失，或杂质不能及时排出，从而减少冲洗效果。
④冲洗后的补水也很重要，通常冲洗完后，炭层上的水位很低，约为0.2～0.4m，冲洗结束重新进水时，由于进水落差大，而炭滤料又较轻，炭滤层会被冲出一个大坑，从而影响过滤时均匀布水。
二、臭氧发生器运行中需注意的问题
1、最大进气量及配气均匀性。由于臭氧发生器工作压力普遍不高，而臭氧接触池水较深，加上设备和管道的损耗，可供配气的压差较小。当多台臭氧发生器采用公用进气母管及配气母管并联运行时，输配气能力可能不足，最大产量不能满足设计要求。在配气系统设计中，按臭氧最大投加量为2.0mg/L，由于臭氧浓度一般可达10wt%。为了保证臭氧产量，有必要增加氧气的进气量，此时管道阻力大，压力损失多，散气阀对臭氧接触池的开启度大，控制气量效果差，各臭氧接触池内配气不均。水质正常时，臭氧投加量小，所需氧气量相应降低，供给各臭氧接触池的气量更小。此时，散气阀的开启度很小，而且会频繁地启闭，造成臭氧投加量不均匀。因此，在工艺管理中，应根据实际生产要求，合理确定臭氧发生器的工作压力及最小进气量，不仅要保证配气均匀，防止曝气盘堵塞，还需尽量提高臭氧浓度(一般可达10wt%)，以防止氧气浪费。
2、仪表及自动化控制。臭氧发生器的仪表如水中余臭氧测定仪、气体流量仪、压差流量仪等常出现不稳定和波动，从而对系统的自动运行有一定的影响。
臭氧发生器通常有自己独立的控制系统，可在现场单独控制；当前水厂的建设也普遍考虑全厂的自动化控制。由于硬件配置、系统兼容性、通信协议和技术保护等方面的原因，它们往往存在一些困难，致使臭氧发生器运行状态的信号无法采集、传输不稳定或有限的数据、无法反映整个运行情况、系统无法远程控制等，从而阻碍了水厂自动化水平的提高。因此，在采购设备时，有必要对配套仪表及自控系统提出明确要求，在工艺控制过程中，要结合人工定期采样，分析水中臭氧残留浓度，及时调整臭氧产生率或臭氧浓度，从而确保臭氧处理效果。
3、冷却用水。臭氧发生器在运行过程中产生的热量需通过冷却水带走，冷却水分内、外循环水，中间通过热交换器进行热量交换。外循环冷却水消耗量大，若直接排放会造成较大的浪费，由于冷却水只起降温作用，不会造成水质污染，可直接用厂区自来水冷却，回用清水池。但最好在外循环水中安装过滤器，以防堵塞热交换器。内循环水主要用来放出臭氧发生器的内部热量，应使用纯净水或去离子水防止结垢。为了保证内循环水的水质，最好配置离子交换树脂。
4、售后服务。臭氧发生器运行一段时间后，需专业的检查维护，发生故障维修响应时间及备品备件的采购周期较长，尤其是进口产品，若无及时可靠的售后服务，这将直接影响系统运行的可靠性，所以在选购设备时应特别注意。此外，臭氧系统冷却水离子交换树脂、尾气破坏器触媒等使用周期短，更换成本高。
参考文献：
[1]陈焕钦.臭氧处理工业循环冷却水的研究[J].华南理工大学学报：自然科学版，2014(01)．
[2]李树苑.饮用水臭氧活性炭深度处理工艺设计[J].中国给水排水，2014(24)．
论文作者:疏 童
论文发表刊物:《城镇建设》2019年18期
论文发表时间:2019/10/31
标签：臭氧论文; 活性炭论文; 滤池论文; 生物量论文; 系统论文; 臭氧发生器论文; 冷却水论文; 《城镇建设》2019年18期论文;